Tema 2: reacciones químicas
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| TEMA 2: REACCIONES QUÍMICAS Debido a su pequeñísimo tamaño, el número de partículas contenidas en cualquier porción observable de materia es muy alto. Esto ha hecho necesario introducir una unidad apropiada para expresar la cantidad de materia que hay en una sustancia: el mol. Un mol es la cantidad de materia que hay en una sustancia. Por eso, el número de moles que hay contenido en una sustancia, se calcula como: n= masa PM Donde “m” es la masa de la sustancia expresada en gramos y “PM” es el peso molecular de la sustancia, expresado en umas. El número de partículas (átomos, moléculas, iones, protones, electrones…) contenidas en un mol de sustancia viene definido por el número de Avogadro que es igual a NA= 6,022 · 1023 partículas (átomos, moléculas, iones, electrones….), de modo que el número de partículas que hay en una sustancia es: nº partículas= nº moles · NA = moles · 6,022 · 1023 EJERCICIO 1: Un recipiente contiene 1,806 · 1024 moléculas de agua. Calcula cuántos moles de agua contiene ese recipiente. Si un mol de cualquier sustancia (en este caso agua) contiene el NA de moléculas, es decir, 6,022 · 1023 moléculas, establezco una regla de tres para saber cuantos moles hay en 1,806 · 1024 moléculas de agua. Si en 1 mol de agua hay ……………………………….6,022 · 1023 moléculas de agua En “x” moles de agua hay…………………………….. 1,806 · 1024 moléculas de agua Calculo la “x”; x= 1,806 · 1024 moléculas de agua · ____1 mol de agua_________ 6,022 · 1023 moléculas de agua X= 3 moles de agua. EJERCICIO 2: Calcula:
Si 1 mol de sustancia contiene …………………………………6,022 · 1023 partículas 5 moles de sustancia contiene………………………………….. “X” partículas X= 5 moles de sustancia · 6,022 · 1023 partículas = 3,011 · 1024 partículas 1 mol de sustancia
Si en 1 mol de sustancia hay………………………………………6,022 · 1023 partículas En “X” moles de sustancia hay…………………………………... 2,7099 · 1024 partículas X= 2,7099 · 1024 partículas · _1 mol de sustancia___ = 4,5 moles de sustancia 6,022 · 1023 partículas
Si en 1 mol de sustancia hay………………………………………6,022 · 1023 partículas En 0,3 moles de sustancia hay………………………………….......... “X” partículas X= 6,022 · 1023 partículas · 0,3 moles de sustancia = 1,8066 · 1023 partículas 1 mol de sustancia EJERCICIO 3: El amoníaco (NH3) es una molécula que se forma por la unión de hidrogeno (H2) y nitrógeno (N2). (A)Escribe y ajusta la reacción que sucede en la formación de amoníaco. (B) Calcula la masa de nitrógeno e hidrogeno que reaccionan y cuántos gramos de amoniaco se forman. (C) Calcula la cantidad de nitrógeno que es necesario para que se formen 8,5 gramos de amoníaco; cuantos moles de nitrógeno corresponde a esa masa? (D) calcula el número de moles que hay en un recipiente que contenga 119 gramos de amoníaco y el número de moléculas de amoníaco que contiene el recipiente anterior.
R  eacción: N2 + H2 NH3 En esta reacción, en los reactivos hay 2 átomos de nitrógeno y en los productos sólo hay 1. Mientras que en los reactivos hay 2 átomos de hidrogeno, en los productos hay 3. ¡Tenemos que ajustar la reacción para que haya el mismo número de átomos de hidrógeno y nitrógeno tanto en los reactivos como en los productos. Reacción ajustada: N2 + 3 H2 2 NH3 En este caso, en los reactivos hay dos átomos de nitrógeno y en los productos hay dos átomos de nitrógeno. Mientras que en los reactivos hay 6 átomos de hidrógeno (3 ·2=6), en los productos también hay 6 átomos de hidrógeno (2 ·3=6) b ) N2 + 3 H2 2 NH3 Los coeficientes estequiométricos de la reacción ajustada son 1 en el nitrógeno (N2), 3 para el hidrógeno (H2) y 2 para el amoníaco (NH3). Esto nos indica que por cada 1 átomo de nitrógeno reacciona con 3 átomos de hidrógeno para producir 2 moléculas de amoníaco. O también, por cada 1 mol de nitrógeno que reacciona con 3 moles de hidrógeno se producen 2 moles de amoníaco. Sabiendo que el número de moles es igual a: n= _m_ y m= n · PM, entonces calculamos. PM Sabiendo que las masa atómicas del N=14 y H=1 Masa del nitrógeno (N2) que reacciona: m= n · PM= 1 · ( 2 · 14)= 28 gramos Masa del hidrógeno (H2) que reacciona: m= n · PM= 3 · ( 2 · 1)= 6 gramos Según el principio de la conservación de la masa de Lavoisier, como el amoníaco es el único producto que se forma en esta reacción, la masa del producto que se origina sería resultado de la suma de las masas de los reactivos: m(NH3)= m(H2) + m(N2)= 6 + 28= 34 gramos de amoníaco. Dicho de otro modo: m(NH3)= n · PM= 2 · ( 14 + 3 · 1)= 2 · ( 17)= 34 gramos de amoníaco. De tal manera que 28 gramos de nitrógeno reaccionan con 6 gramos de hidrógeno para formar 34 gramos de amoníaco y siempre en esta misma proporción; de tal manera que si yo aumento la masa de uno de los reactivos pero no añado ninguna cantidad del otro reactivo, solo reaccionará 28 gramos de nitrógeno (por más que aumente este sin aumentar la cantidad del otro reactivo) con 6 gramos de hidrógeno (por más que aumente este, sin que haya aumentado la masa del otro). C) realizamos una regla de 3: Necesitamos 14 gramos de nitrógeno para que se formen…………………..34 gramos de amoníaco Necesitamos “X” gramos de nitrógeno para que se formen………………..8,5 gramos de amoníaco NOTA: este mismo razonamiento seguiríamos si nos pidiesen calcular otras masas. m (N2)= 14 gramos de nitrógeno · 8,5 gramos de amoníaco = 119 = 3,5 gramos de nitrógeno 34 gramos de amoníaco 34 n(N2)=_m_= _3,5__= 0,125 moles de nitrógeno. PM (2·14)
n(NH3)= __ m(NH3)__ =___119____ = 119 = 7 moles de amoníaco. PM (NH3) (14 + 3 · 1) 17 El número de moléculas de amoníaco que existen en 7 moles de amoníaco es igual a: n (NH3) · NA = 7 · 6,022 · 1023= 4,2154 · 1024 moléculas de amoníaco. EJERCICIOS PARECIDOS A LOS DEL EXAMEN: 1.- Nombra los siguientes compuestos (2 puntos). a) Al2O3 b) Cl2O7 c) CaH2 d) HI e) IF f) AlCl3 g) Fe2S3 h) HBr i) AuH3 j) Na2O 2.- Formula los siguientes compuestos y escribe sus pesos moleculares. (2 puntos) Pesos atómicos: O=16, Fe=56, Cl=35.5, K=39, H=1, Ca=40, F=19. a) Trióxido de dihierro b) cloruro potásico c ) monóxido de dicloro
3.- Ajusta las siguientes reacciones químicas (2 puntos) a  ) S8 + O2 SO2b ) Fe2O3 + CO Fe + CO2c ) H2 + O2 H2Od  ) HgO Hg + O2 e ) C4H10 + O2 CO2 + H2O f ) NaOH + HCl NaCl + H2Og  ) Mg + HCl MgCl2 + H2h ) CH4 + O2 CO2 + H2Oi ) Ca + H2O Ca(OH)2 + H2j  ) CaCO3 + HCl CaCl 2 + CO2 + H2O4.- Calcula el número de moles y de partículas contenidas en (2 puntos): Masas atómicas: H=1, Cl=35.5, C=12, O=16 a) 7,3 g de HCl (ácido clorhídrico)
5.- La reacción entre el ácido sulfúrico (H2SO4) y el hidróxido de sodio (NaOH) da lugar a sulfato de sodio (Na2SO4) y Agua (H2O). Escribe la ecuación química, ajústala y calcula: a) la masa en gramos de sulfato de sodio obtenidos a partir de 50 gramos de ácido sulfúrico. (1 punto) b) los moles de ácido sulfúrico necesarios para reaccionar con 9 moles de hidróxido de sodio. (1 punto) Masas atómicas: Na=23, S=32, O=16, H=1. |
